Магма земных недр содержит разные химические элементы, из которых образуются минералы. Они начинают выделяться из магмы в самом начале ее застывания при кристаллизации расплава.
Вы уже знаете, что при охлаждении магмы кристаллизуются кварц, полевой шпат и другие так называемые породообразующие минералы, из которых в основном состоят изверженные горные породы.
Рудные минералы — минералы хрома, никеля, меди и др., а также платина скопляются в магме, из которой образуются темноокрашенные породы — дуниты, пироксениты и др.
В силу различных причин (например, повышенной плотности и др.) рудные минералы перемещаются и собираются в нижних частях остывающих магматических тел либо концентрируются в других местах магматических очагов. Рудных минералов накапливается так много, что образуются месторождения полезных ископаемых (хромовых, медных и других руд). Такие месторождения называются магматическими: в них минералы кристаллизуются прямо из магмы, температура которой достигает 800—1000—1500°. Однако большинство рудных минералов не формируется при столь высокой температуре, а вытесняется породо-образующими минералами и зачастую скапливается в больших количествах.
Если бы мы смогли заглянуть в «лабораторию» земной коры, то увидели бы такую картину: магма начинает постепенно охлаждаться, кристаллизоваться и из нее образуются гор-
ные породы, например граниты. Они состоят в основном из трех минералов — кварца, полевого шпата и слюды. Когда начинают расти зерна минералов, то на постройку их идут только одни «кирпичики». Например, растет зерно кварца (SiO2). Оно строится из кремния (Si) и кислорода (O2). При этом образуется крепкая постройка — кристаллическая решетка. Другие химические элементы словно выталкиваются кварцем. То же самое происходит при формировании полевого шпата и слюды. Элементов-«изгнанников» в магме в общем много. Среди них отметим рудные элементы — литий, бериллий, бор, цирконий, ниобий, а также свинец, золото, цинк, вольфрам, серебро, уран, кобальт, висмут и многие другие. Эти элементы вытесняются из участков закристаллизовавшейся магмы в места, где она еще остается жидкой. Рудных элементов и газов накапливается здесь очень много, пока не начнут действовать силы давления, которые приводят к сжатию земной коры и образованию трещин. Тогда магма вместе с находящимися в ней рудными элементами и газами устремится в трещины. Там она остывает и при температуре 600—800° начинает кристаллизоваться, образуя пегматитовые жилы. Возле стенок жилы порода имеет мелкозернистое строение, а в направлении к центру — более крупнозернистое. Изменение зернистости связано с тем, что пегматитовый расплав, попадая в трещины и соприкасаясь с холодными горными породами стенок, быстро остывает. Чем дальше от стенок, тем медленнее охлаждается магма и тем лучше она закристаллизовывается. Порода в пегматитовой жиле состоит в основном из кварца и полевого шпата.
Схема строения пегматитовой жилы: в центре полость с кристаллами кварца и других минералов.
Оба эти минерала кристаллизуются одновременно, причем кварц выделяется в виде причудливых угловатых зерен, пронизывающих полевой шпат и придающих породе характерный рисунок, который напоминает древнееврейские письмена. Отсюда и ее название — «письменный гранит» или «еврейский камень».
В направлении к центральной части пегматитовых жил зерна полевого шпата и кварца укрупняются. Размер отдельных зерен бывает более 20 см! В центральной части пегматитовых жил нередко встречаются пустоты, образовавшиеся в результате скопления газов в жидком расплаве. Стенки пустот зачастую усеяны про-зрачными бледно-голубыми или винно-желтыми топазами, зелеными или розовыми турмалинами, ярко-красными гранатами, шестиугольными пачками светлой или черной слюды, большими кристаллами дымчатого кварца, желтовато-розового полевого шпата и другими минералами. Пустоты достигают иногда более двух метров. В них вырастают гигантские кристаллы.
Раньше в пегматитовых жилах искали главным образом красивые драгоценные камни, а теперь так называемые редкоземельные минералы. Встречающиеся в них элементы улучшают качество металлов, которые широко используются в технике.
Рудная жила, образовавшаяся в трещине горной породы.
Среди элементов-«изгнанников» есть такие, которые не могут кристаллизоваться в пегматитовых жилах из-за слишком высоких температур (600—800°). Таковы, например, ртуть, сурьма, свинец, цинк, золото, серебро, медь, кобальт, висмут, вольфрам и другие элементы. Они отделяются от пегматитового расплава и постепенно охлаждаются вместе с остатками кристаллизующейся магмы. Когда температура понизится до 600—400° и ниже, а в земной коре
появятся трещины, в них устремятся газы и пары воды вместе с растворенными рудными элементами. Соприкасаясь с холодными стенками трещин, водяные пары начнут конденсироваться. Из горячих водных растворов выделятся рудные минералы. Такие жилы называют гидротермальными. Они содержат кварц, кальцит и другие нерудные минералы. В этих жилах концентрируются и ценные рудные минералы, содержащие золото, вольфрам, медь, олово и другие элементы. Из гидротермальных жил добывают различные металлические и неметаллические полезные ископаемые.
|
